首页 > 88必威

风电齿轮渗碳淬火变形研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 18:47:24
热度:

风电齿轮渗碳淬火变形研究【摘要】:风电齿轮是风电设备上的重要零部件,表面硬度和耐磨性是影响其使用性能的重要指标。为了提高风电齿轮表面的硬度和耐磨性,在加工过程中需要对风电齿轮进行热

【摘要】:风电齿轮是风电设备上的重要零部件,表面硬度和耐磨性是影响其使用性能的重要指标。为了提高风电齿轮表面的硬度和耐磨性,在加工过程中需要对风电齿轮进行热处理。热处理在提高风电齿轮机械性能的同时也带来了齿轮变形问题。本文针对某型号风电输出大齿轮的热处理变形开展了相关的理论和实验研究,获得了该齿轮热处理变形的规律和机制。主要研究工作和成果如下: 1.对齿轮渗碳过程进行了计算机模拟和实验研究。建立了齿轮渗碳过程的数值分析模型,并通过化学剥层实验验证了数值计算结果的准确性。分别采用化学剥层法、显微金相法、有效硬化层法研究了18CrNiMo7-6材质钢渗碳层深度,通过对比试验研究了18CrNiMo7-6钢有效硬化层的界限碳浓度,结果显示不同渗碳工艺下的有效硬化层界限碳浓度基本在0.35%左右。 2.基于渗碳数值模拟的结果,对齿轮渗碳淬火的整个热处理过程进行了数值模拟研究。采用JMatPro软件对18CrNiMo7-6材料的热物性参数、机械性能参数、相变转变曲线数据进行了准确地提取。数值模拟中硝盐、水淬边界参数通过“热传导逆向迭代逼近法”获取,强制空冷和自然空冷的热交换综合考虑空气的辐射和对流影响,空冷边界参数的加载基于传热学理论推导的函数。结果表明数值计算的温度场、组织场、应力结果与实验值吻合,本文采用的数值计算方法具有较高精度。 3.开展了某型号输出大齿轮渗碳淬火的变形规律和机理研究。在热处理各工序前后对齿轮的特征尺寸齿顶圆直径、公法线长度、椭圆度、锥度进行了测量。基于相关统计学原理,获得了该齿轮的变形规律,结合齿轮热处理变形数值计算结果和热处理条件,分析了该齿轮变形的机理。热处理试验结果显示输出大齿轮渗碳淬火变形的实验值与数值计算结果吻合,且都满足了渗碳淬火后的技术指标要求。 【关键词】:风电齿轮 18CrNiMo7-6 渗碳淬火 变形 数值模拟
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TG162.73
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-11
  • 注释表11-12
  • 第一章 绪论12-21
  • 1.1 课题的背景及意义12-13
  • 1.2 齿轮热处理变形控制13-17
  • 1.2.1 齿轮热处理变形的主要因素13-15
  • 1.2.2 国外齿轮热处理变形控制技术的发展15-16
  • 1.2.3 国内齿轮热处理变形控制技术的发展16-17
  • 1.3 热处理数值模拟现状17-19
  • 1.3.1 气体渗碳的数值模拟研究现状17-18
  • 1.3.2 淬火的计算机模拟研究现状18
  • 1.3.3 热处理 CAD 技术发展现状18-19
  • 1.4 主要研究内容19-21
  • 第二章 研究对象、工具和方法21-27
  • 2.1 研究对象的基本参数21-22
  • 2.1.1 研究对象的材料21
  • 2.1.2 研究对象的结构21-22
  • 2.2 研究对象的热处理技术指标和工艺22-24
  • 2.2.1 热处理技术指标22
  • 2.2.2 渗碳工艺22-23
  • 2.2.3 淬火回火工艺23-24
  • 2.3 研究工具24-25
  • 2.3.1 实验设备24
  • 2.3.2 前后处理分析软件24-25
  • 2.3.3 热处理数值模拟 Sysweld 软件介绍25
  • 2.4 研究方法25-27
  • 第三章 风电齿轮渗碳的数值模拟27-36
  • 3.1 渗碳数学模型27-28
  • 3.2 渗碳过程数值模拟28-32
  • 3.2.1 有限元模型28-29
  • 3.2.2 网格划分29-30
  • 3.2.3 边界条件与求解设置30-31
  • 3.2.4 渗碳计算结果的分析31-32
  • 3.3 渗碳计算结果的实验验证32-35
  • 3.3.1 渗碳层测试方法32-33
  • 3.3.2 化学分析法实验验证33-34
  • 3.3.3 三种渗碳层测定方法的比较34
  • 3.3.4 有效硬化层界限碳浓度的研究34-35
  • 3.4 本章小结35-36
  • 第四章 风电齿轮分级淬火的数值模拟36-57
  • 4.1 风电齿轮热处理温度场研究36-44
  • 4.1.1 温度场模型36-37
  • 4.1.2 材料参数37-40
  • 4.1.3 界面换热系数40-42
  • 4.1.4 有限元的网格模型和边界约束42-43
  • 4.1.5 温度场数值模拟结果及实验验证43-44
  • 4.2 风电齿轮热处理组织场研究44-52
  • 4.2.1 组织场数值模型44-45
  • 4.2.2 原始组织45
  • 4.2.3 不同含碳量下 TTT 和 CCT 曲线45-50
  • 4.2.4 组织场模拟结果50-52
  • 4.2.5 组织场实验验证及讨论52
  • 4.3 风电齿轮热处理应力场及变形研究52-57
  • 4.3.1 应力场数值模型52-54
  • 4.3.2 应力场数值模拟结果及验证对比54-55
  • 4.3.3 整体变形结果分析55-56
  • 4.3.4 本章小结56-57
  • 第五章 风电齿轮渗碳淬火变形规律研究57-66
  • 5.1 变形的测量方法及实验安排57-58
  • 5.2 变形结果及分析58-65
  • 5.2.1 公法线的尺寸58-59
  • 5.2.2 齿顶圆直径的尺寸59-62
  • 5.2.3 锥度、椭圆度的尺寸62-63
  • 5.2.4 风电齿轮变形规律和机理63-65
  • 5.3 本章小结65-66
  • 第六章 总结与展望66-69
  • 6.1 总结66-67
  • 6.2 展望67-69
  • 参考文献69-73
  • 致谢73-74
  • 在学期间的研究成果及发表的学术论文74


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

应力框动态应力的热弹塑性分析    郑贤淑,金俊泽

国外汽车用合金结构钢    姚贵升

中高淬透性钢末端淬火的数值模拟    姚新,朱祖昌,顾剑锋,胡明娟,张伟民

大型减速器齿轮热处理变形    刘长江,孙福民,周玉梅,赵阁玲,张皓,王育才,赵丽,张国利

X80钢HAZ相变Leblond模型参数的初步研究    王庆鹏,李午申,陈翠欣

22CrMo钢渗碳淬火过程组织与应力变化的数值模拟    宋广胜;刘相华;王国栋;徐香秋;李国臣;

中厚板轧制过程的温度变化规律分析    胡贤磊;赵忠;丁敬国;刘相华;

界面条件剧变的淬火过程三维温度场的计算机模拟    胡明娟,潘健生,李兵,田东

汽车齿轮热处理变形控制    刘立军;

正火——影响渗碳齿轮热处理畸变的一个重要因素    刘云旭,王淮,季长涛,王柏树

中碳硅锰钢氧化脱碳特性的研究    陈昕,葛琼,刘鹤

轴承套圈热处理胀大影响因素及预防措施研究    郭新成;梁承翔;汪治中;宋春昕;涂建华;袁国安;

统计工序控制在齿轮生产中的应用    雷声,俞能福,欧剑,胡志龙

中碳钢形变及冷却过程中的组织演变    于同仁;惠卫军;张步海;苏世杯;

钢锭节能退火新工艺研究    刘宗昌;麻永林;贺友多;陈荣璋;

消除工具钢表层碳化物疵病的NM处理    黄建洪,王玉柱

感应淬火在预制破片弹中的应用    马碧刚,张建华

210t转炉炉壳焊接工艺    姚博显

球罐的焊后整体热处理    张慧英,姚博显

20CrNi2MoA钢锻件去氢退火工艺的研究    马俊平,杨慧,盖庄

齿轮渗碳后正火+淬火与渗碳后淬火+淬火的工艺研究    胡昭南;宗康伦;

钢的过冷奥氏体连续转变曲线的解析化    琚锦琨;任吉堂;陈连生;郭青苗;田志强;

厚壁压力油罐人孔锻件焊接裂纹分析    吴佑明;

低焊接裂纹敏感性WDL690D钢的组织及性能    张开广;习天辉;刘文斌;芮晓龙;童明伟;

φ50mm英标热轧带肋钢筋冷弯不合格原因分析    王晶;管庆刚;赵蕾;于祝敏;

汽车工业热处理技术现状及展望    朱蕴策;

汽车材料与热处理技术的发展    朱蕴策;

20CrMnMo钢制机车齿轮的热处理    晁国强;黄星;华公平;孙铭炎;

特种端淬实验方法的研究    周谦永;张伟民;陈乃录;王鸣华;宋冬利;

淬火过程组织转变孕育期的模拟计算    王同珍;蔡大勇;李强;廖波;肖立春;

淬火过程的计算机模拟与试验研究    李强

材料的渗碳层特性及其涡流测试系统的研究    程晓敏

金属模具电磁热裂纹止裂的研究    付宇明

金属及合金在不同介质中淬火时的数值模拟和应用研究    谢建斌

数值模拟技术在金属材料固态加工中的应用    张立文

CNT/Fe_3Al金属间化合物基复合材料的制备和性能研究    庞来学

高强度铁基粉末冶金材料复合制备方法及组织性能研究    刘双宇

往复挤压Mg-Al-Si合金的组织、性能及强化机制    宋佩维

空气—有机液体离子氮碳氧共渗工艺及机理的研究    刘林飞

大型锻件高温扩散的理论与实验研究    刘鑫刚

起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究    王权

渐开线圆柱小齿轮的修形设计及动力学仿真分析    刘永参

变速箱齿轮热处理的变形与控制研究    尚建军

环件铸坯辗扩成形热变形行为与组织性能研究    付甲

长轴类大锻件锻造加热工艺规范的研究    单会星

新型高合金齿轮渗碳钢17Cr2Ni2Mo热处理工艺特性研究    高金柱

基于ANSYS的铸件充型凝固过程数值模拟    金常忠

基于有限元法的MC尼龙斜齿轮性能分析    陈坤

人字齿轮传动系统的建模及其动力学特性的有限元分析研究    吴文光

汽车轮毂轴承淬火残余应力的建模与仿真    罗利强

热处理数学模型与计算机模拟    潘健生,张伟民,田东,顾剑锋,胡明娟

中厚板轧制过程中的温度模型    徐申

钢的渗碳与强韧性(上)    陈国民;

22CrMo钢渗碳淬火过程组织与应力变化的数值模拟    宋广胜;刘相华;王国栋;徐香秋;李国臣;

对汽车渗碳齿轮标准的论述    赵德寅

淬冷热应力场研究和应用进展    邹壮辉;高守义;张立文;林立;

钢的端淬曲线优化拟合研究    缪宗华,胡为颖

热处理数值模拟与远程服务    张伟民,潘健生,钱初钧,李勇军,张戈

界面条件剧变的淬火过程三维温度场的计算机模拟    胡明娟,潘健生,李兵,田东

残留碳化物与钢的强韧性    陈国民;

齿轮材料的合理选择    王翠芳

石油化工齿轮材料国产化试验    李祥荣;

失效齿轮的功能恢复    孙兆森;

42CrMo钢减速机齿轮裂纹原因分析    石伟;劳金越;张娜;边勇俊;

不同材质的齿轮发展现状    陈纪民;

齿轮失效分析及其材料和质量提升要点    杨锴;

摩托车齿轮材料的选用及热处理    李桂芳;

冷打冷挤齿轮工艺试验课题总结    江苏省机械科学研究所齿轮冷打课题组;

汽车、拖拉机齿轮寿命与热处理    

齿轮误差对齿轮噪声的影响    蔡康洪 ,章宋诚

齿轮噪音的原因与预防    冯宝强;

齿轮润滑油膜厚度的计算    陈国定;李建华;胡欲立;

齿轮疲劳强度的可靠性设计    林树;朱孝录;

齿轮全概率可靠性设计的可视化    李艳;刘禄文;

大型开式齿轮常见损伤及润滑建议    丁灯;

汽车差速器齿轮的有限元分析    邹良;荣如松;王国林;宋怀兰;王良模;

大型开式齿轮常见磨损损伤及润滑处理    黄曦

数控时代迎来齿轮技术的革命    北京交通大学机电学院教授、博士生导师 王小椿

突破热处理瓶颈 进一步提高齿轮质量    邹洁

“齿轮标准化”加速进行时    MEB 记者 谭思敏

基于摩擦学与动力学的齿轮系统故障诊断相关性研究    冯伟

摩擦化学在线表面强化对齿轮表面强度影响的基础研究    曹兴进

齿轮乏油传动的摩擦学研究    章易程

网格型仿生表面形态汽车齿轮抗疲劳性能研究与数值模拟    吕尤

齿轮—转子—滑动轴承系统非线性动力学特性的理论和试验研究    崔亚辉

基于小波和分形理论的齿轮故障特征提取及噪声的和谐化研究    王春

轿车变速箱齿轮噪声与制造误差关系的作用机理分析和试验研究    徐宇东

齿轮热装配技术研究    钟庆珊

基于热分析的齿轮传递误差的计算和共振可靠性分析    陈方昭

仿生齿轮疲劳寿命及耐磨性研究    芦海涛

弹性齿轮结构设计及其动态特性分析    吴志刚

精密成形齿轮组织性能研究    张星

自修复技术对复合材料齿轮性能影响的研究    纪晓钢

强流脉冲电子束强化齿轮弯曲疲劳性能研究    李小波

保证齿轮质量的结构和工艺措施研究    王晶

不完全齿轮自动换向机构传动性能的研究    王猛

陶瓷齿轮参数化设计与数控加工方法研究    文周

Baidu
map